曹家溝淤地壩初步設計及概算說明

1、目錄一、自然條件- 1 -二、社會經濟條件- 1 -三、工程概況- 2 -四、維修加固方案及工程建設目的意義- 2 -五、水文及氣象資料- 3 -六、工程控制面積及溝道，壩址地形地質情況- 4 -八、水文計算- 5 -1、水位、庫容和面積關系的曲線計算。- 5 -2、設計洪峰流量計算- 6 -3、設計洪水總量計算- 7 -九、工程設計- 8 -1、設計標準- 8 -2、維修加固工程主要技術參數(shù)- 8 -3、壩高確定- 9 -4、壩體斷面尺寸- 10 -5、基礎處理- 10 -6、放水工程設計- 11 -十、工程量計算- 12 -十一、工程施工- 12 -1、 筑壩材料要求- 12 -2、施工放

2、線- 13 -3、壩體施工- 13 -十二、工程管護- 14 -1、管護單位- 14 -2、管護職責- 14 -3、工程防汛- 14 -十三、施工組織設計- 15 -1、施工條件- 15 -2、施工場地布置- 15 -3、碾壓機具選擇- 15 -4、施工進度- 16 -十四 、工程概算- 17 -(一) 編制依據(jù)- 17 -（二） 取費標準- 18 - 21 -靖邊縣青陽岔鄉(xiāng)曹家溝淤地壩維修加固工程初步設計及概算一、自然條件曹家溝淤地壩位于靖邊縣東南部約65km處的青陽岔鎮(zhèn)后街村境內，在無定河水系大理河一級支流峁子溝，地理坐標為：東徑109°1724，北緯37°2145。流

3、域屬黃土丘陵溝壑區(qū)第副區(qū)，由于地表土質疏松，抗蝕性差，在外營力的侵蝕作用下，形成了以梁峁為主、溝谷深切、基巖裸露的地貌特征。地貌由梁峁、溝坡、溝床三個單元組成，梁窄坡陡，梁峁起伏，溝壑縱橫，地形破碎,溝壑密度3.13km/km2,其地理特點是西北高，東南低。地表覆蓋黃土深厚，溝床覆蓋淤積土。二、社會經濟條件該壩控制區(qū)涉及后街村，地處靖邊縣城東南65公里處，距青陽岔鎮(zhèn)7公里，總土地面積7平方公里。后街村轄5個村民小組，共有農業(yè)人口281戶，1049人，人口密度56人/km2，主導產業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)，2012年人均純收入7920元。工程控制流域內現(xiàn)有耕地3500畝（其中已打成灌溉深井7眼，發(fā)展水

4、澆地2000畝。主要農作物有玉米、黃豆、谷子、蕎麥、洋芋等， 2012年糧食總產110.62萬kg，糧食平均單產1100kg/畝，人均糧食1528kg。流域內植被主要以喬木林、灌木林和草本植物為主。喬木樹種有楊樹、柳樹、榆樹等，主要分布在流域村莊附近；灌木品種主要有檸條、紫穗槐、沙棘等，主要分布在流域陰坡面。草本植物有紫花苜蓿、草苜蓿等，主要分布于流域的坡面。流域內現(xiàn)有林地1900畝，人工草地1000畝，其他林草地900畝。三、工程概況曹家溝淤地壩位于靖邊縣青陽岔鎮(zhèn)后街村，屬于無定河流域、大理河水系。曹家溝淤地壩修建于上個世紀九十年代，原壩壩頂高8m,長30m,寬3米。因該壩已運行多年，淤積嚴

5、重，該壩目前存在的主要問題是已淤積滿，且無放水設施，加之在2013年洪水中壩體左岸被洪水沖開一條寬10m、深4.5m、長15.5m的缺口，存在重大的安全隱患。該壩控制流域面積2.18km2，屬典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，地貌由梁峁、溝坡、溝床三個單元組成，以溝坡為主，梁峁林立，年侵蝕模數(shù)為1.25萬噸/km2·年。壩址所在溝道主溝道長2.8km,溝壑密度3.7km/km2,溝道平均比降4%，平均溝深60m,平均溝底寬45m,溝上部寬度350m,岸坡坡度15°25°左右,溝床及溝岸土質多為黃土,取土場分布在大壩兩岸,儲量豐富。四、維修加固方案及工程建設目的意義根據(jù)該壩控制

6、流域面積，河道比降、侵蝕模數(shù)、地質等自然條件，對曹家溝淤地壩進行加高培厚，加高壩體5m,并布設放水設施。維修加固工程完成后，可增保障下游農田灌溉100畝，人均增加0.2畝，按每畝產糧600公斤計算，可增加糧食產量6萬公斤，每公斤以1.2元銷售價格計算，年產值7.2萬元。同時控制和防治水土流失，充分利用泥沙資源，是改變黃土高原地區(qū)農業(yè)生產條件，減少入黃泥沙，促進退耕還林還草和封山育林，改善生態(tài)環(huán)境的根本措施。該壩建成10年后，攔蓄泥沙21.2萬m3，可新增壩地3.8hm2，可增加糧食產量1.9萬kg，可促進退耕還林還草280畝，對流域綜合治理有顯著的促進作用。同時對攔蓄泥沙，防止水土流失作用十分

7、顯著?？商Ц咔治g基準點，防治溝頭下切，提高壩系整體的防洪能力，改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，促進流域內的坡耕地還林還草，實現(xiàn)再造一個山川秀美的黃土高原。五、水文及氣象資料曹家溝淤地壩村位于青陽岔鎮(zhèn)政府東南7公里處。地形地貌為典型的梁峁地區(qū)，全村總土地面積7平方公里，有307國道經過。該流域屬半干旱內陸性季風氣候，冬季長而嚴寒，雨雪稀少；春季干燥，多風沙；夏季酷暑，雨量集中；秋季較短，氣候涼爽，多年平均氣溫7.8，極端最高氣溫36，極端最低氣溫-28.5，據(jù)青陽岔水文站觀測，年最大降雨量為744.6mm（1964年）, 年最小降雨量為205mm（1965年）,多年平均降水440.4mm，且多集中在七、八、九

8、三個月份中，占年降雨量的60%。多年平均徑流深為35mm，最大凍層深為1.1m，多年平均侵蝕模數(shù)1.48萬t/km2.a。流域水文氣象特征表氣溫10°積溫年日照時數(shù)(小時)無霜期(天)大風日數(shù)(天)年降水量（mm）多年平均暴雨次數(shù)（次/年）年最高年最低多年平均最大最小多年平均36-28.57.82700276913015.2744.6205440.46六、工程控制面積及溝道，壩址地形地質情況該壩控制流域面積2.18km2，屬典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，地貌由梁峁、溝坡、溝床三個單元組成，以溝坡為主，梁峁林立，年侵蝕模數(shù)為1.25萬噸/km2·年。壩址所在溝道主溝道長2.8km,溝

9、壑密度3.7km/km2,溝道平均比降4%，平均溝深60m,平均溝底寬6m,溝上部寬度350m,溝道斷面呈“V” 型。左岸地基為砂巖，適宜布設放水建筑物；左右岸有豐富的黃土，儲量能夠滿足工程施工和今后加高的需要。根據(jù)以上地形地質條件，壩基、壩肩結構完整，無軟弱帶和裂隙發(fā)育，兩岸邊坡無沖溝，無傾向下游的滑動面，適宜布設放水工程，壩基可開挖結合槽，不會引起壩基滲漏。經初步勘測，該壩左岸坡度適宜布置取水渠道及放水建筑物；所以放水建筑物設在左岸基土上。左右岸土料均很豐富，所以取土場應布置在左、右岸均可。 七、編制依據(jù)1、水土保持治溝骨干工程暫行技術規(guī)范2、陜西省水土保持治溝骨干工程技術手冊3、榆林地區(qū)

10、實用水文手冊4、水土保持工程概(估)算編制規(guī)定水利部（2003）5.水土保持工程概算定額水利部(2003）6、碾壓壩設計及施工暫行規(guī)定八、水文計算1、水位、庫容和面積關系的曲線計算。根據(jù)實測溝道縱橫斷高，采用梯形法計算出不同壩高對應的面積與庫容，見下表：從而繪制出水位庫容和面積關系曲線圖。曹家溝壩水位庫容、面積關系曲線表表3-1高程(m)面積(hm2)庫容(萬m3)1008.00.00 0.00 1009.00.02 0.06 1010.00.06 0.27 1011.00.09 0.63 1012.00.12 1.14 1013.00.14 1.79 2、設計洪峰流量計算曹家溝壩控制流域面積

11、2.18km2,按照水土保持綜合治理技術規(guī)范的有關規(guī)定，洪水計算時按工程實際控制面積計算。根據(jù)水土保持綜合治理規(guī)范和榆林地區(qū)實用水文手冊中推薦的公式，結合流域的實際情況，設計洪峰流量計算采用小面積相關法計算。（1）24小時暴雨量計算： H24p=Kp·H24p式中：H24p頻率為P的24小時暴雨量（mm）Kp頻率為P的皮爾遜III型曲線模比系數(shù) H24p多年最大24小時暴雨均值（mm）（2）設計洪峰流量計算公式：QW=CN·Fn式中： QW重現(xiàn)期為N的洪峰流量（m3/s）CN重現(xiàn)期為N的地理參數(shù)查有關表知C10=23.9 C20=32.5 C30=44.2n經驗指數(shù) n=0

12、.69F為控制區(qū)間面積（km2）由工程所在小流域位置，查榆林地區(qū)實用水文手冊知最大24小時暴雨均值為51mm，變差系數(shù)Cv為0.66，偏差系數(shù)C s與變差系數(shù)C v的比值C s/C v為3.5，從皮爾遜III型曲線上查得相應頻率的模比系數(shù)Kp值分別為K10=1.84, K20=2.3，K30=2.51，計算得不同頻率的24小時暴雨量和設計洪水總量見表31。3、設計洪水總量計算采用水土保持綜合治理技術規(guī)范推薦的公式計算：WP=0.1aH24pF式中：Wp頻率為P的設計洪水總量（萬m3）a24小時暴雨徑流系數(shù)F流域面積 H24P頻率為P的流域中心點24小時暴雨量（mm）由榆林地區(qū)實用水文手冊查得，

13、不同頻率24小時暴雨徑流系數(shù)分別為a10=0.22, a20=0.26,a30=0.28, 計算得不同頻率的設計洪水總量見表31。表31不同頻率24小時暴雨量、洪峰流量和洪水總量表洪水頻率P（%）10203024小時暴雨量（mm）97.84127.42132.51設計洪峰流量（m3/s）34.4650.7169.4設計洪水總量（萬m3）4.435.946.15九、工程設計1、設計標準按照水土保持綜合治理技術規(guī)范的規(guī)定，曹家溝淤地壩加固后的規(guī)模在30萬m3以下，其設計洪水標準為10年，校核洪水標準為30年，淤積年限為10年。2、維修加固工程主要技術參數(shù) 2.1、壩體參數(shù) （1）加固后最大壩高5m

14、，壩頂長40 m，壩體內坡比1:2.5 ，外坡比為1:2。2.2、水位及庫容壩頂高程 1013.0m，校核洪水位 1012.0m，設計淤泥面高程 1009.4m，攔泥庫容21.2萬m3，滯洪庫容6.15萬m3，總庫容 27.35萬m3。2.3、主要工程量及建筑材料（1）主要工程量：機械清基3040 m3，壩體回填土方16573m3，涵管基礎開挖土方36m3，.漿砌青磚 26.1m3，砼現(xiàn)澆13.6m3，預制混凝土管安裝25米。（2）主要材料量材料用量見概算表。3、壩高確定根據(jù)曹家溝淤地壩的作用，按照水土保持綜合治理技術規(guī)范的有關要求，確定工程為一大件，即壩體工程。 壩高H由攔泥壩高HL滯洪壩高

15、HZ和安全超高H三部分組成，即 H=HLHZH （1）攔泥壩高由攔泥庫容查水位庫容曲線確定。攔泥庫容VL用下式計算： VL=N·WS 式中： VL攔泥庫容（萬m3）;Ws多年平均輸沙量（萬m3/a）；WS=SF/RN 設計淤積年限（a）S 侵蝕模數(shù)（萬噸/km2·年）R 泥沙容重（萬噸/m3）F控制面積（km2）則：VL=10×=21.2萬m3，查水位庫容曲線得相應水位為1011.0m，確定攔泥壩高HL=3m。（2）滯洪壩高：由滯洪庫容查水位庫容曲線確定。滯洪庫容按30年一遇一次校核洪水總量確定，即Vz=W30=6.15萬m3；查水位庫容曲線得：Hz=3.04m

16、,相應滯洪水位高程為z =1012.0 m。（3）安全超高：按水土保持綜合治理技術規(guī)范的有關規(guī)定取H =1.3m。（4）工程設計總庫容為：V總=VL+Vz=21.2+6.15=27.35萬m3（5）工程設計壩高為：H=HL+HZ+H=3+0.7+1.3=5 m因河道內無常流水采用碾壓法施工，不考慮沉陷因素，確定施工壩高為5m。4、壩體斷面尺寸（1）、壩頂寬度按照水土保持綜合治理技術規(guī)范和已建工程經驗，賀圈淤地壩壩高5m，壩頂寬取6m。（2）壩坡按照水土保持綜合治理技術規(guī)范，內坡采用1:2.5,外坡分別采用1:1.25。碾壓干容重為1.55t/ m3。5、基礎處理 (1) 清基在土壩填筑前，應清

17、除壩基范圍內的草皮、樹根、耕植土和亂石，清基厚度為0.4m?；A開挖后要求輪廓平順,避免地形突變，如開挖后發(fā)現(xiàn)破碎帶，應視具體情況進行處理。（2）結合槽 為防止壩體與壩基結合形成集中滲流，保證壩體與基礎緊密結合，在壩軸線處布設一道結合槽，采用梯形斷面，底寬2.0m，深2.0m，邊坡1:1。 6、放水工程設計曹家溝淤地壩的主要任務是攔泥排清，即在設計洪水情況下，沉淀泥沙，排出清水，因此，進水形式采用砼預制管。根據(jù)現(xiàn)場勘查情況，及當?shù)貙嶋H情況，壩址左岸土質較堅硬，岸坡較緩，布置放水臥管開挖量較小，因此，豎井布置在壩體左岸壩肩處，布設砼預制單管向下游泄水，坡度為1:2，具體尺寸見設計圖。后經涵洞、泄

18、水渠道，陡坡泄水后輸入下游。放水流量按2天放完30年一遇洪水總量計算：即Q=2m3/sa、放水孔直徑d=0.68 =0.78m，取d=0.8mb、臥管斷面尺寸擬定采用簡化計算法，即把設計流量增加20作為計算依據(jù)，本設計采用加大流量為3.1m3/s,斷面為矩形，采用75#漿砌磚砌筑。Q=WC Ri式中：Q采用加大流量m3/sW臥管的過水斷面m3i臥管底坡取1：2經計算臥管直徑0.6m，長為25m，單管布設，砼涵管管床基礎寬1.3m,高0.54m,每3m設置0.30m厚砼座環(huán)。泄水渠道斷面尺寸為0.6m×0.8m,墻寬0.4m,泄水渠道基礎寬2m,高0.4m, 采用漿砌磚砌筑。對壩體上游

19、淤泥壩高以上和下游壩采用生物措施作護坡，即以檸條和沙打旺等作為主要生物措施。十、工程量計算壩體土方量按橫斷面法計算，根據(jù)壩址橫斷面圖，將其分為三部分進行計算，清基和結合槽開挖方量按面積×厚度和面積×長度進行計算。經計算，主要工程量為機械清基3040 m3，壩體回填土方16573m3，涵管基礎開挖土方36m3，.漿砌青磚 26.1m3，砼現(xiàn)澆13.6m3，預制混凝土管安裝25米。十一、工程施工1、 筑壩材料要求（1）土料:應利用兩岸粘粒含量大的黃土,壩體干容重為土體天然重的1.02-1.12倍，一般不小于1.5t/ m3 。最有效含水量取12-15%；粘土19-23%。（2）

20、砂料：用金雞沙砂料，要求砂中的粘土、淤泥含量少，堅硬密實、潔凈、耐風化。砂的細度模數(shù)一般以FM=2.2-3.0之間較好，砂的自然容重為1.4-1.6t/ m3。（3）磚料要求硬度高、材質好、密實、強度不得低于100#。（4）水泥：應采用一般的普通硅酸鹽水泥，水泥標號，不得低于32.5R。水泥在運輸和存放保管中，應防雨防潮，以防止水泥變質。2、施工放線土壩施工放線的工作內容應包括：確定壩軸線、基礎開挖線、壩體輪廓及有關控制樁和水準點等。施工放線的工作程序一般是“由整體到局部，先控制后施測”。一是確定壩軸線與兩岸參照點的關系，二是確定樞紐各部位之間及與壩軸線之間的關系。3、壩體施工（1）壩體填筑清

21、基后鋪土填筑，采用機械碾壓，根據(jù)壩址土場位置、土料性質，結合壩高情況，壩體碾壓采用兩岸取土，整平面攤鋪碾壓、攤鋪厚度不得大于30厘米，縱橫碾壓不小于6次。壓實后干容量達到1.55t/ m3以上，土料含水量控制在14%16%之間，如不足應采取灑水措施，對機械難以碾壓的死角部分采用人工補夯。十二、工程管護1、管護單位因曹家溝淤地壩作為當?shù)厝罕娛褂?，因此，管護單位應為青陽岔鄉(xiāng)和后街村委。2、管護職責工程管護單位及人員應在每年汛前、汛后對工程進行定期檢查，除對土壩常規(guī)的檢查（即注意壩身和岸坡有無裂縫、塌坑、滑坡及隆起現(xiàn)象，背水坡有無散浸、集中滲漏和管涌跡象）外，若發(fā)現(xiàn)問題應及時進行修補，對壩體出現(xiàn)較大

22、的損壞及污染問題，必須第一時間查明情況，上報有關主管部門，確保工程及淤地壩的長期有效運行。3、工程防汛曹家溝淤地壩壩的防汛工作，竣工前由建設單位負責，竣工驗收后由工程管護單位負責，并納入地方政府防汛的職責范圍。每年汛前，管護單位應配合業(yè)務主管部門對工程進行一次全面檢查，發(fā)現(xiàn)險情及時組織搶險，并負責組織好搶險隊伍，準備充足的防洪物料，保證工程安全度汛。十三、施工組織設計1、施工條件曹家溝淤地壩壩位于靖邊縣青陽岔鄉(xiāng)后街村委，距縣城75公里。工程所需的筑壩材料中，土料可從壩址兩岸取土，土料儲量和性質均能滿足筑壩的要求，磚、砂子、水泥、石子用量較少，可采取就近購買的原則。流域溝道內無長流水，施工用水可

23、就近拉取，基本能夠滿足施工用水要求，施工用電可利用大溝村委架設的低壓線，不需專門修建電桿，用電負荷基本能夠滿足施工要求。2、施工場地布置施工場地布設應遵循就地取材、節(jié)約用地、有利生產、易于管理、安全可靠、經濟合理的原則，合理安排地形和空間，避免施工中相互干擾，一切臨時設施不得妨礙主體建筑物施工。3、碾壓機具選擇壩體運土和碾壓采用74KW推土機3臺，拉土車4輛，運棄渣和材料采用農用三輪車。4、施工進度根據(jù)汛期度汛具體情況，工期于60天內完成，其中施工準備期為5天，工程于 2013年 9月 1日開工，計劃于2013年11月 1日完成全部工程。 （1)質量控制為保證施工質量，應建立完善的質量管理體系

24、，即水保業(yè)務主管部門的質量監(jiān)督體系，建設單位質量檢查體系和施工單位的質量保證體系。在施工中，施工單位應積極推行全面質量管理，設立專職質量檢查機構，明確專職質量檢查人員的職責，嚴格執(zhí)行“三檢制”，并加強人員培訓，建立健全各級責任制，以保證施工質量達到設計標準。質量控制應按國家和有關部門頒發(fā)的相應標準及工程設計圖紙和技術要求進行，嚴格按施工程序施工，質量檢查部門要對所有質量檢查的原始記錄資料妥善保管 ，施工中發(fā)生質量問題時，應在現(xiàn)場施工記錄中寫明，并及時采取有效措施予以補救。對土料場重點檢查料場的清理程度，是否已將草皮、覆蓋層等清除干凈，土料的含水量是否符合要求；對壩體碾壓質量應重點檢查。（2)工

25、程驗收工程驗收應嚴格按規(guī)范執(zhí)行，施工期間的分部工程驗收，可由業(yè)主以及監(jiān)理單位組織，由設計、施工單位參加，組成驗收小組負責進行。分部工程驗收前，施工單位應提交以下文件：（1）竣工圖紙；（2）施工過程中有關設計變更的說明和批準文件；（3）試驗、質量檢驗及測量成果；（4）隱蔽工程的檢查記錄和照片；（5）竣工工程施工說明書和竣工清單；（6）施工大事日志。施工竣工驗收由縣水利局主持，竣工驗收時應聽取關于設計和施工情況的匯報，現(xiàn)場檢測竣工工程質量和尺寸，查閱上述所列文件，并根據(jù)有關驗收標準做出結論，對工程遺留問題提出處理意見并規(guī)定完成的期限，驗收合格后提交驗收鑒定書。十四 、工程概算(一) 編制依據(jù)1、水土保持工程概（估）算編制規(guī)定（水利部2003）2、水土保持工程概算定額（水利部2003）3、賀圈淤地壩初步設計及概算4、陜西省及榆林市地方政府的有關規(guī)定（二） 取費標準1、基礎單價（1）人工預算單價：根據(jù)水土保持工程概（估）算編制規(guī)定的有關規(guī)定計算，工程措施人工預算單價取1.9元/工時，植物措施人工預算單價取1.5元/工